化学气相沉积法引入非原位WC界面相实现CNTs/Cu复合材料力学与导电性能的协同提高

俸俊芹; 陶静梅; 陈小丰; 李才巨; 易健宏

doi:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2024120002

粉末冶金技术 ›› 2026, Vol. 44 ›› Issue (1) : 1 -13. DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2024120002

化学气相沉积法引入非原位WC界面相实现CNTs/Cu复合材料力学与导电性能的协同提高

俸俊芹, 陶静梅, 陈小丰, 李才巨, 易健宏

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摘要

以甲烷作为碳源、偏钨酸铵为钨源，采用化学气相沉积法在碳纳米管（carbon nanotubes, CNTs）表面引入非原位碳化钨（WC），制备了WC纳米颗粒装饰的CNTs复合粉末（WC@CNTs）；随后，利用放电等离子烧结制备了WC@CNTs增强铜基复合材料（WC@CNTs/Cu），深入研究了界面WC对复合材料力学与导电性能的影响。结果表明，WC的引入构建了稳定的“CNTs–WC–Cu”界面结构，该界面不仅显著改善了载荷传递效率，而且通过降低界面非弹性散射有效提升了界面电导率，从而实现了力学性能与电学性能的协同增强。当CNTs体积分数为1%时，WC@CNTs/Cu复合材料的极限抗拉强度达到302 MPa，相较于CNTs/Cu复合材料和纯Cu分别提高了34.2%和41.1%，同时仍保持了27%的断裂延伸率。此外，WC@CNTs/Cu复合材料的电导率达到国际退火铜标准（%IACS）的94.4%，与相同方法制备的纯Cu相当。